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Corso di Programmazione I
I puntatori in C e C++
I puntatori in C
n
Il C prevede puntatori a funzione e puntatori a dati di qualsiasi natura, semplici o strutturati.
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In particolare il puntatore viene utilizzato :
– per il riferimento a liste di variabili dinamiche;
– per il riferimento a funzioni;
– per gli array, in particolare per l'elaborazione di stringhe;
– per i parametri formali di funzione, in alternativa allo scambio per riferimento;
– per il riferimento a locazioni specifiche della memoria, associate a dispositivi hardware (ad esempio per
l’ingresso-uscita)
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I puntatori in C: notazioni
• p è una variabile di tipo puntatore
• p=&x al puntatore p viene assegnato l’indirizzo di x
• *p denota la variabile puntata da p
127
0.3
100
127
&p=
&x=
Esempio:
sia x una variabile di indirizzo 127 e valore 0,3;
p è un puntatore ad x;
I puntatori in C: operazioni (1/2)
char* pc; //pc è un puntatore a variabile di tipo carattere int* pi; //pi è un puntatore a variabile di tipo intero float* pf; //pf è un puntatore a variabile di tipo float
double* pd; //pd è un puntatore a variabile di tipo doppia precis.
n
Il linguaggio C tratta esplicitamente le espressioni di tipo puntatore;
n
in particolare sono previsti i seguenti operatori:
– l’operatore di assegnazione tra puntatori che puntano allo stesso tipo T*;
– gli operatori unari di incremento ++ e decremento – unitari
• in forma prefissa
– ++p, --p;
• in forma postfissa
– p++, p--;
– l'operatore di somma o differenza tra un puntatore ed un intero
• p. es.: p+i punta all'elemento che segue di i posizioni quello puntato da p;
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Esercizio
1. Realizzare un programma che definisca e inizializzi due variabili di tipo intero (i1 e i2) e due variabili di tipo float (f1 e f2).
2. Stampare i valori delle variabili i1, i2, f1 e f2.
3. Definire ed inizializzare un puntatore per ciascuna di queste variabili (siano pi1, pi2, pf1, pf2), associando i puntatori alla corrispondente variabile.
4. Stampare attraverso i puntatori i valori delle variabili i1, i2, f1 e f2.
5. Cambiare attraverso i puntatori i valori delle variabili i1, i2, f1 e f2.
6. Stampare (senza usare i puntatori) i valori delle variabili i1, i2, f1 e f2.
7. Stampare i valori delle variabili puntatore pi1, pi2, pf1, pf2.
8. Stampare mediante l’operatore sizeof la dimensione delle variabili i1, i2, f1 e f2.
9. Confrontare i risultati ottenuti e dedurre come avviene la allocazione delle variabili nella memoria.
10. Se le variabili sono state definite come variabili locali (globali) al main, definirle come variabili globali (locali) e controllare come cambia
l’allocazione.
I puntatori in C: operazioni (2/2)
n
L'incremento a p è tale che p+1 punta all’area di memoria immediatamente successiva a quella impegnata dall’elemento puntato da p.
n
Questa tecnica è particolarmente utile per i puntatori ad array
T* p;
p=p+1; p=p+sizeof(T);
operazione logica
operazione
algebrica
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Esercizio
n
Scrivere un programma che definisca variabili di vari tipi (v1,…,vn)
n
Per ciascuna di queste, mediante l’operatore
sizeof, stampare a video la dimensione di ciascun tipo
n
Per ciascuna variabile creare un corrispondente puntatore (p1,…,pn), assegnarne il valore e
stamparlo
n
Stampare il valore di ciascun puntatore creato
dopo averlo incrementato di 1 e di 2 (p1+1, p1+2, p2+1, p2+2, …, pn+1, pn+2)
Puntatori a dati strutturati
• Un puntatore può puntare a variabili appartenenti ad un tipo strutturato.
• Esamineremo i seguenti casi:
• puntatore ad array;
• puntatore a record.
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Puntatori ad array (1/3)
n
La variabile identificativa di un array a è un puntatore alla prima locazione dell'array (a[0] in C);
n
considerando che i successivi elementi dell'array sono allocati in posizioni contigue, essa consente di puntare anche a tutti gli altri elementi dell'array.
n
La variabile identificativa di un array è dunque di per sé un puntatore al tipo T degli elementi dell'array
n
Il suo valore corrisponde con l’indirizzo del primo elemento dell’array T a[dim]; // a è un array di dim elementi di tipo T
T* p; // p è un puntatore a T
p=a; p=&a[0];
Puntatori ad array (2/3)
const int dim = 100;
float a[dim]; // a è un array di dim elementi di tipo float float* p; // p è un puntatore a float
int i;
//azzeramento di tutti gli elementi di un array di 100 elementi for (p=a, i=0; i<dim; i++, p++)
*p = 0;
Si osservi che se p e q sono due puntatori allo stesso array a , p punta all’elemento a[i] e q all’elemento a[j] , la differenza q-p fornisce la “distanza” tra i due elementi, cioè j–i .
Per questo:
Esempio
for (p=a; p-a<dim; p++) //forma alternativa per il for
*p = 0;
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Puntatori ad array (3/3)
n
Tra i casi elencati, il puntatore ad array può utilmente essere sostituito dalla notazione p[i]
tipica degli array.
const int dim = 100;
float a[dim]; // a è un array di dim elementi di tipo float float* p = a; // p è un puntatore a float
int i;
//azzeramento di tutti gli elementi di un array di 100 elementi for (p=a, i=0; i<dim; i++)
p[i] = 0;
*(p + i) p[i]
Esercizio
n
Scrivere un programma che definisca un array di 10 interi.
n
Si stampi il valore degli elementi.
n
Si trovino alcune possibili vie alternative per azzerare tutti gli elementi dell’array.
n
Ancora utilizzando diversi approcci, si ristampi l’array per verificare che
l’operazione di azzeramento sia
effettivamente avvenuta.
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Esercizio
n
Si definisca un tipo matrice costituito da 4 righe e 5 colonne.
n
Si stampi l’indirizzo di ciascun elemento della matrice.
n
Si deduca come gli elementi di una matrice vengano organizzati dal compilatore nella memoria del calcolatore.
Puntatori a record (1/3)
n
Un puntatore ad un record è una variabile che punta all'indirizzo di memoria ove il record è allocato;
n
esso è molto utile nella realizzazione delle strutture dati dinamiche
// Dichiarazioni di un tipo strutturato Ts
typedef struct { //Ts è un tipo strutturato Tipo1 Campo1;
...;
TipoN CampoN ; } Ts;
Ts r; //r è variabile di tipo Ts
typedef Ts* Punt; //Dichiarazione di un tipo puntatore a Ts
Punt p; //Dichiarazione di variabile di tipo puntatore a Ts
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Puntatori a record (2/3)
Punt p = &r; // p è una variabile puntatore inizializzata ad &r
p può essere riassegnata nel corso del programma
p = &r1; //ora p punta alla variabile r1 di tipo Ts
(*p).Campo1; p->Campo1;
Accesso alla singola componente:
Puntatori a record (3/3)
//Definizione di tipo struttura:
typedef struct {
Stringa nominativo;
Stringa indirizzo;
int numTel ;
} Abbonato; // definisce struttura di nome Abbonato typedef Abbonato* Pabb;
//Definizione di variabili
Abbonato a; // a una variabile di tipo Abbonato Pabb p = &a; // p, di tipo Pabb, è inizializzato ad &a //Accesso al campo nominativo mediante puntatore
p->nominativo;
Esempio
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Esercizio
n
Definire un tipo struttura Ts contenente un certo numero di campi di diverso tipo
n
Istanziare una variabile s di tipo Ts
n
Definire un puntatore ps alla struttura e inizializzarlo all’indirizzo della variabile s
n
Attraverso il puntatore assegnare un valore a ciascun campo della struttura s
n
Stampare tutti i valori assegnati
n
Stampare l’indirizzo della variabile s
n
